毛泽东关于出兵朝鲜的意见，一俟被中央政治局通过，部队立即全面进入战前准备。在大部队尚未进入朝鲜之前，毛泽东决定派周恩来去苏联面见斯大林，一是陈述中国政府的主张，二是请求苏联给予空军和军需物资的支援。

中央政治局扩大会议尚未结束，周恩来便偕工作人员师哲、康一民到了莫斯科。当时斯大林正在黑海海滨休假，周恩来又偕同推辞出任志愿军司令而在苏联养病的林彪飞往黑海海滨。

周恩来向斯大林介绍了中国准备出兵赴朝作战的决定。此前，斯大林对朝鲜局势曾做出估计，他认为，美军越过“三八线“以后，朝鲜至多再坚持一个礼拜，与其进行毫无希望的抵抗，不如迟早撤退。斯大林曾私下建议金日成把主要力量、武器、物资和部分工作人员撤退到中国东北，组织”流亡政府“，而把老弱病残撤退到苏联境内。

斯大林的这个态度是低调的，他已经做了朝鲜失败的准备。可当周恩来明确谈了中国的出兵主张后，他又有些犹豫不决了，但担心中国出兵会引起世界战争，从而把苏联拖入战争的旋涡，最终形成美、苏两个大国的对抗。比较起来，他更倾向于组织朝鲜“流亡政府“。

周恩来立即将斯大林的这个态度电告毛泽东。毛泽东接到周恩来的报告后，斩钉截铁地回答：不，中国出兵的主张决不改变，这不仅是为了朝鲜利益和中国利益，也是为了整个东方、世界的利益！就在接到周恩来报告的当天，即10月13日，毛泽东再次主持召开了中央政治局紧急会议，会议一致同意毛泽东的坚决出兵的意见。

斯大林更多的是在顾及本国利益，而对中国出兵犹豫不定。毛泽东不仅为了中国利益，而且站在世界革命利益的高度，来思考出兵的历史意义。实事求是地说，在毛泽东坚定不移地把出兵决心电告斯大林后，斯大林的态度还是积极的，苏联提供的物资对抗美援朝也起了作用。

当时，苏联提供的部分军火，是作为他们对抗美援朝的物资供应的贡献。这是在会谈中斯大林主动提出来的，只是没有明确表明。因为任务紧急，周恩来准备在下次会见时正式提出这个问题，争取能做出明确的规定。

遗憾的是，后来周恩来再也没有机会同斯大林谈及此事。斯大林从没有明确规定，一定要我国偿还这笔军火的费用。后来，他去世了，这件事便成为一桩悬案。若干年后，中苏两国关系恶化，中国经济遇到困难，赫鲁晓夫乘人之危，利用这个遗留问题，向我国要这部分军火的款项，给我国造成很大的负担。